Resistividade

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Resistividade eléctrica (também resistência eléctrica específica) é uma medida da oposição de um material ao fluxo de corrente eléctrica. Quanto mais baixa for a resistividade mais facilmente o material permite a passagem de uma carga eléctrica. A unidade SI da resistividade é o ohm metro (Ωm).

Definições

A resistência eléctrica R de um dispositivo está relacionada com a resistividade ρ de um material por:

<math>R=\rho{\ell \over A}</math>

em que:

ρ é a resistividade eléctrica (em ohm metros, Ωm);
R é a resistência eléctrica de um espécime uniforme do material(em ohms, Ω);
<math>\ell</math> é o comprimento do espécime (medido em metros);
A é a área da seção do espécime (em metros quadrados, m²).

É importante salientar que essa relação não é geral e vale apenas para materiais uniformes e isotrópicos, com seções transversais também uniformes. Felizmente, os fios condutores normalmente utilizados apresentam estas duas características.

A resistividade elétrica pode ainda ser definida como

<math>\rho={E \over J}</math>

onde

E é a magnitude do campo eléctrico (em volts por metro, V/m);
J é a magnitude da densidade de corrente (em amperes por metro quadrado, A/m²).

Finalmente, a resistividade pode também ser definida como sendo o inverso da condutividade eléctrica σ, do material, ou

<math>\rho = {1\over\sigma}.</math>

Dependência da temperatura

Uma vez que é dependente da temperatura a resistência específica geralmente é apresentada para temperatura de 20 ºC. No caso dos metais aumenta à medida que aumenta a temperatura enquanto que nos semicondutores diminui à medida que a temperatura aumenta.

Exemplos de resistividades

O melhor condutor elétrico conhecido (a temperatura ambiente) é a prata. Este metal, no entanto, é excessivamente caro para o uso em larga escala. O cobre vem em segundo lugar na lista dos melhores condutores, sendo amplamente usado na confeção de fios e cabos condutores. Logo após o cobre, encontramos o ouro que, embora não seja tão bom condutor como os anteriores, devido à sua alta estabilidade química (metal nobre) praticamente não oxida e resiste a ataques de diversos agentes químicos, sendo assim empregado para banhar contatos elétricos. O alumínio, em quarto lugar, é três vezes mais leve que o cobre, característica vantajosa para a instalação de cabos em linhas de longa distância. Abaixo apresentam-se alguns materiais e respectivas resistividades em Ωm :

Material Resistividade (Ω-m) a 20 °C Coeficiente* Fonte
Prata 1.59×10−8 .0038 [1][2]
Cobre 1.72×10−8 .0039 [2]
Ouro 2.44×10−8 .0034 [1]
Alumínio 2.82×10−8 .0039 [1]
Tungstênio 5.60×10−8 .0045 [1]
Niquel 6.99×10−8 ?
Latão 0.8×10−7 .0015
Ferro 1.0×10−7 .005 [1]
Estanho 1.09×10−7 .0045
Platina 1.1×10−7 .00392 [1]
Chumbo 2.2×10−7 .0039 [1]
Manganin 4.82×10−7 .000002 [3]
Constantan 4.9×10−7 0.00001 [3]
Mercúrio 9.8×10−7 .0009 [3]
Nicromo[4] 1.10×10−6 .0004 [1]
Carbono[5] 3.5×10−5 -.0005 [1]
Germânio[5] 4.6×10−1 -.048 [1][2]
Silício[5] 6.40×102 -.075 [1]
Vidro 1010 a 1014 ? [1][2]
Ebonite approx. 1013 ? [1]
Enxofre 1015 ? [1]
Parafina 1017 ?
Quartzo (fundido) 7.5×1017 ? [1]
PET 1020 ?
Teflon 1022 a 1024 ?

Para se calcular a resistência de um determinado material a partir de sua resistividade ou resistência específica utiliza-se a equação:

Resistência (Ω) = resistividade (Ωm) x comprimento (m) / (Área da secção transversal (m²)

Ver também

Referências

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}
  3. 3,0 3,1 3,2 {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}
    (see also Table of Resistivity)
  4. Ni,Fe,Cr alloy commonly used in heating elements.
  5. 5,0 5,1 5,2 The resistivity of semiconductors depends strongly on the presence of impurities in the material.